Sehrli Nadir Yer Elementi: "Daimi Maqnit Kralı" - Neodimium

bastnasit

Neodimium, atom nömrəsi 60, atom çəkisi 144,24, yer qabığının tərkibində 0,00239% olan, əsasən monazit və bastnaezitdə mövcuddur. Təbiətdə neodimiumun yeddi izotopu var: neodimium 142, 143, 144, 145, 146, 148 və 150, bunlar arasında neodimium 142 ən yüksək tərkibə malikdir. Praseodimiumun doğulması ilə neodimium meydana gəldi. Neodimiumun gəlməsi nadir torpaq sahəsini aktivləşdirdi və orada mühüm rol oynadı. Və nadir torpaq bazarına təsir göstərir.

Neodimiumun kəşfi

Karl Orvon Welsbach (1858-1929), neodimiumun kəşfçisi

1885-ci ildə Avstriya kimyaçısı Karl Orvon Welsbach Carl Auer von Welsbach Vyanada neodimiumu kəşf etdi. O, ammonium nitrat tetrahidratı nitrat turşusundan ayırıb kristallaşdırmaqla simmetrik neodim materiallarından neodim və praseodimi ayırmış və eyni zamanda spektral analizlə ayırmış, lakin 1925-ci ilə qədər nisbətən təmiz formada ayrılmamışdır.

1950-ci illərdən yüksək təmizlikli neodimium (99%-dən çox) əsasən monazitin ion mübadiləsi prosesi ilə əldə edilmişdir. Metalın özü onun halid duzunu elektroliz etməklə əldə edilir. Hazırda neodimiumun çoxu (Ce,La,Nd,Pr)CO3F-dən basta Nathanite-dən çıxarılır və həlledici ekstraksiya ilə təmizlənir. Hazırlanması üçün ən yüksək təmizlik (adətən > 99,99%) ion mübadiləsinin təmizlənməsi ehtiyatı var. İstehsalın mərhələli kristallaşma texnologiyasından asılı olduğu dövrdə praseodimiumun son izini çıxarmaq çətin olduğundan, 1930-cu illərdə istehsal edilmiş erkən neodimium şüşəsi daha təmiz bənövşəyi rəngə malikdir. və müasir versiyadan daha qırmızı və ya narıncı rəng tonu.

Neodim metal

Metalik neodimiumun parlaq gümüşü metal parıltısı, ərimə nöqtəsi 1024°C, sıxlığı 7.004 q/sm və paramaqnetizm var. Neodim ən aktiv nadir torpaq metallarından biridir, havada sürətlə oksidləşir və tündləşir, sonra oksid təbəqəsi əmələ gətirir və sonra soyularaq metalı daha da oksidləşməyə məruz qoyur. Buna görə də, ölçüsü bir santimetr olan neodim nümunəsi bir il ərzində tamamilə oksidləşir. Soyuq suda yavaş, isti suda tez reaksiya verir.

Neodim elektron konfiqurasiyası

Elektron konfiqurasiya:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f4

Neodimiumun lazer performansı müxtəlif enerji səviyyələri arasında 4f orbital elektronların keçidindən qaynaqlanır. Bu lazer materialı rabitə, məlumatların saxlanması, tibbi müalicə, emal və s. sahələrdə geniş istifadə olunur. Onların arasında itrium alüminium qranatı Y3Al5O12:Nd(YAG:Nd) əla performansla və Nd qatqılı gadolinium skandium qallium qranatı isə daha yüksək göstəricilərlə geniş istifadə olunur. səmərəlilik.

Neodimiumun tətbiqi

Neodimiumun ən böyük istifadəçisi NdFeB daimi maqnit materialıdır. NdFeB maqniti yüksək maqnit enerjisi məhsuluna görə "daimi maqnitlərin kralı" adlanır. Mükəmməl performansına görə elektronika, maşınqayırma və digər sənaye sahələrində geniş istifadə olunur. Böyük Britaniyanın Exeter Universitetinin Cumberland Mədən Məktəbinin tətbiqi mədənçilik üzrə professoru Frensis Uol dedi: “Maqnit baxımından, həqiqətən, neodimlə rəqabət edə biləcək heç bir şey yoxdur. Alpha Magnetic Spectrometer-in uğurlu inkişafı göstərir ki, maqnit xüsusiyyətləri Çindəki NdFeB maqnitləri dünya səviyyəli səviyyəyə daxil oldu.

Sərt diskdə neodim maqnit

Neodimium keramika, parlaq bənövşəyi şüşə, lazerdə süni yaqut və infraqırmızı şüaları süzə bilən xüsusi şüşə hazırlamaq üçün istifadə edilə bilər. Şüşə üfürənlər üçün gözlük hazırlamaq üçün praseodimium ilə birlikdə istifadə olunur.

Maqnezium və ya alüminium ərintisinə 1,5% ~ 2,5% nano neodimium oksidinin əlavə edilməsi, ərintinin yüksək temperatur performansını, hava keçirmə qabiliyyətini və korroziyaya davamlılığını yaxşılaşdıra bilər və aviasiya üçün aerokosmik material kimi geniş istifadə olunur.

Nano-neodimium oksidi ilə qatlanmış nano-ittrium alüminium qranat sənayedə qalınlığı 10 mm-dən aşağı olan nazik materialların qaynaqlanması və kəsilməsi üçün geniş istifadə olunan qısa dalğalı lazer şüası istehsal edir.

Nd:YAG lazer çubuğu

Tibbi müalicədə, nano neodimium oksidi ilə qatqılı nano ittrium alüminium qranat lazeri cərrahi yaraları çıxarmaq və ya cərrahi bıçaq əvəzinə yaraları dezinfeksiya etmək üçün istifadə olunur.

Neodimium şüşəsi, şüşə ərintisinə neodimium oksidi əlavə etməklə hazırlanır. Lavanda adətən günəş işığı və ya közərmə lampası altında neodim şüşəsində görünür, lakin flüoresan lampa işığında açıq mavi görünür. Neodimium şüşənin təmiz bənövşəyi, şərab qırmızısı və isti boz kimi zərif çalarlarını rəngləmək üçün istifadə edilə bilər.

neodim şüşə

Elm və texnologiyanın inkişafı və nadir torpaq elmi və texnologiyasının genişlənməsi və genişlənməsi ilə neodimium daha geniş istifadə sahəsinə sahib olacaqdır.